INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería en Sistemas Automotrices ASIGNATURA: Instrumentación Automotriz SEMESTRE: Octavo OBJETIVO GENERAL: Instrumentar los sistemas automotrices con dispositivos de medición, visualización, sensores y actuadores, para el control de variables como temperatura, presión, flujo, nivel y velocidad; que serán aplicados en un proyecto final. CONTENIDO SINTETICO: I. II. III. IV. V. Generalidades Multiplexado en los automóviles. Instrumentos para la medición de variables automotrices. Dispositivos de visualización. Sensores y actuadores. METODOLOGÍA: La metodología se enfoca al aprendizaje sobre la enseñanza; a través de la construcción del conocimiento por parte del aluno en base a su experiencia, dando además las condiciones propicias para que el trabajo sea grupal y de esta manera se pueda socializar el conocimiento, permitiendo el desarrollo de valores y actitudes. Exposición y demostración de forma general por parte del docente, con el fin de dar una breve introducción a la unidad, haciendo uso de la lluvia de ideas, debates en grupo y demostraciones reales. El profesor asociará los temas de manera que le permita demostrar el multiplexado en los automóviles mediante, la medición de las variables y los dispositivos de visualización, apoyándose de las tecnologías de la información. Aplicación de los temas principales de cada unidad didáctica por parte del alumno; solución de problemas y prácticas para reafirmar los conocimientos. Discusión de los temas mediante debate grupal y demostración individual del funcionamiento de los instrumentos y dispositivos automotrices, para después integrarlos y comprender el funcionamiento global de los mismos, en un proyecto final, que le permitirá hacer propuestas de diseño. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Se evaluará con tres exámenes departamentales. La calificación de la teoría será el promedio de los tres exámenes departamentales, Prácticas de laboratorio Participación en clase, tareas y trabajos La calificación definitiva será la suma de la obtenida en la teoría y en el laboratorio. A través de la presentación objetiva y explicación del proyecto que elaboró durante el curso. BIBLIOGRAFÍA: CREUS, Antonio, Instrumentación Industrial. Editorial. Alfaomega, 6ª Edición, 2006, México, ISBN: 78943267453 FERRER VIÑAS, Salvador, Circuitos Eléctricos Del Automóvil, Editorial Thomson, 1ª. Edición, 2006 España, ISBN: 9788428329125 Mecánica Automotriz. Electricidad y Electrónica Automotriz Vol. I y II, Editorial Digital Comunicación, 2006 México, ISBN: 4567899098721 RIBBENS, William B, Electrónica Automotriz. Editorial Limusa, 1ª. Edición, 2007 México, ISBN: 9681864824 ROCA, CUSIDO, Alfred, Control de Procesos. Editorial. Alfaomega, 2000 México, ISBN: 56743256890 RODRÍGUEZ ÁVILA, Jesús, Introducción a la Ingeniería del Control Automático, Editorial Thomson, 2ª. Edición, 2000 México, ISBN: 8654098234 SOISSON, Harold E., Instrumentación Industrial, Editorial Limusa, 3ª Edición, 2000 México, ISBN: 6785439097 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ESCUELA: SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA CARRERA: Ingeniería en Sistemas Automotrices, OPCIÓN: Control de Sistemas Automotrices (electrónica). COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO: ASIGNATURA: Sistemas de Control de Modelos Automotrices SEMESTRE: Octavo CLAVE: CRÈDITOS: 7.5 VIGENTE: TIPO DE ASIGNATURA: Teórico – Práctica (optativa) MODALIDAD: Presencial. TIEMPOS ASIGNADOS HRS/SEMANA/TEORÍA: HRS/SEMANA/PRÁCTICA: 3.0 1.5 HRS/SEMESTRE/TEORÍA: HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 54 27 HRS/TOTALES: 81 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Colegio de Ingeniería en Sistemas Automotrices REVISADO POR: Comisión de Programas Académicos de ISISA APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar: Dr. Emmanuel Alejandro Merchán Cruz, M en C. Miguel Ángel Rodríguez Zuno, Ing. Miguel Álvarez Montalvo, M. en C. Jesús Reyes García, M. en C. Arodi Rafael Carballo Domínguez, Ing. Apolinar Francisco Cruz Lázaro, LAI. Josefina González de la Riva. Ing. Eusebio Vega Pérez. AUTORIZADO POR: Comisión de Programas Académicos del Consejo General Consultivo del IPN: ___________________________________________ Ing. Rodrigo de Jesús Serrano Domínguez Secretario Técnico de la Comisión de Programas Académicos INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Instrumentación Automotriz CLAVE: HOJA: 3 DE 12 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA El constante y progresivo desarrollo de la ciencia y la tecnología, y sus aplicaciones en la obtención de satisfactores y servicios, han ido creciendo a pasos agigantados. Lo que ha generado que la planta productora de instrumentación automotriz se desarrolle a la misma velocidad ya que debe ser capaz de cubrir las crecientes necesidades de la sociedad contemporánea, con la obligación de ajustarse a modernas normas de calidad, seguridad y precio, que sean competitivos en el mercado nacional e internacional. En este contexto, dentro de los planes de estudio de Ingeniería de la ESIME, se ha incluido la asignatura de Instrumentación Automotriz, sustentada en los avances tecnológicos, nadie puede predecir con exactitud qué innovaciones técnicas se conseguirán en el futuro, pero si se puede estar seguro de que los principios de la Instrumentación y Control contribuirán en ellas, principalmente en la rama de la Ingeniería en Sistemas Automotrices. El curso se desarrolla proporcionando los conceptos teóricos aplicando las técnicas de análisis, realizando suficientes ejercicios ilustrativos por parte del profesor. Por su parte, el estudiante realizará ejercicios complementarios que le permitan aplicar dichos conocimientos en prácticas de laboratorio en donde se desarrollarán análisis de motores eléctricos, así como de la batería y alternador de un automóvil. Para esta materia, las asignaturas antecedentes son: Sistemas Automotrices, interfaces y microcontroladores, electrónica operacional y de potencia, electricidad y electrónica automotriz. Las asignaturas consecuentes son: Proyecto terminal o estancia industrial. Las asignaturas colaterales son: sistemas de control de modelos automotrices, automóviles eléctricos OBJETIVO DE LA ASIGNATURA Instrumentar los sistemas automotrices con dispositivos de medición, visualización, sensores y actuadores, para el control de variables como temperatura, presión, flujo, nivel y velocidad; que serán aplicados en un proyecto final. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: N° UNIDAD: Instrumentación Automotriz I CLAVE: HOJA: DE 4 12 NOMBRE: Generalidades OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD - Explicar los conceptos fundamentales aplicados a la instrumentación automotriz, clasificando los instrumentos y presentándolos en diagramas de bloques de acuerdo a las normas vigentes, para la selección apropiada de instrumentos específicos. No. TEMA 1.1 TEMA Conceptos fundamentales en la instrumentación automotriz T 1.0 1.2 Clasificación de instrumentos 0.5 1.3 Normas para identificación de instrumentos 1.5 Instrumentos transmisores Transmisores mecánicos Transmisores electrónicos 3.0 1.5 Sistemas de instrumentación basados en computadora 1.5 1.6 Diagramas de bloques general de la instrumentación 1.5 1.4 1.4.1 1.4.2 HORAS P EC 1.0 CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1.5 1.0 1.5 B1, B2 y C3 Subtotal 9.0 1.5 1.0 4.5 3.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA El profesor explicará los conceptos fundamentales de la instrumentación automotriz, clasificará los tipos de instrumentos y asociará las normas vigentes con la selección de un instrumento específico. El alumno elaborará diagramas de bloques de los instrumentos transmisores y diagramas generales de instrumentación, simulará computacionalmente la conexión de los instrumentos e indagará en los medios tecnológicos y reportará la información pertinente para basar sus conocimientos. El alumno realizará las prácticas 1, 2 y 3. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Examen departamental 40% Avance del proyecto 15% Tareas 10% Reporte de las prácticas 1, 2 y 3, 35%. Esta unidad se evalúa junto con la unidad II. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: CLAVE: Instrumentación Automotriz N° UNIDAD: II HOJA: DE 5 12 NOMBRE: Multiplexado en los automóviles. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Aplicar las técnicas de multiplexado para el envío y recepción de datos aplicados a la construcción de circuitos de instrumentación electrónica, analizando las ventajas de la instrumentación basada en la computadora del multiplexado de datos, de sensores y de señales de control, con el fin de reducir el cableado en un arnés eléctrico. No. TEMA 2.1 TEMA HORAS P Multiplexado T 1.5 2.2 Multiplexor de datos 1.5 1.5 1.5 2.3 Multiplexado de sensores 1.5 1.5 1.5 2.4 Multiplexado de señales de control. 1.5 1.5 2.5 Ventajas de computadora. la instrumentación basada en la 1.5 Subtotal 7.5 4.5 EC 1.5 CLAVE BIBLIOGRÁFICA B1, B2, B4 y C5 4.5 ESTRATEGIA DIDÁCTICA El alumno con apoyo de las tecnologías de la información hará la búsqueda de conceptos. El alumno presentará los temas con la supervisión del profesor apoyándose de programas de cómputo y el debate en grupo. El alumno aplicara los conocimientos adquiridos sobre los diversos tipos de sensores y actuadores para la presentación de trabajos extra clase. El alumno desarrollará prácticas de laboratorio que le permitan asociar el diseño de sistemas eléctricos del automóvil con las técnicas de multiplexado. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Examen departamental 40% Avance del proyecto 15% Tareas 10% Reporte de las prácticas 4, 5 y 6, 35%. Esta unidad se evalúa junto con la unidad I. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Instrumentación Automotriz N° UNIDAD: III CLAVE: HOJA: DE 6 12 NOMBRE: Instrumentos para la medición de variables automotrices. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Explicar a través de diagramas y demostraciones prácticas los diferentes métodos para la medición de variables tales como presión, temperatura, etc., analizando cada uno de los sistemas de medición de las variables automotrices para la comprensión del funcionamiento del tren motriz, la suspensión activa y los sistemas de seguridad. No. TEMA 3.1 Introducción TEMA T 0.5 HORAS P 3.2 Sistemas de medición de la temperatura del refrigerante. 2.0 3.3 Sistemas de medición de la presión de fluidos. 1.5 3.4 Sistemas de medición de niveles de fluidos. 1.5 3.5 Sistemas de medición de la velocidad del vehículo. 1.5 1.5 3.6 Sistemas del tren motriz. 2.0 1.5 3.7 Sistemas de suspensión activa. 1.5 3.8 Sistemas de seguridad activa. 1.5 Subtotal 12.0 EC 1.5 CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1.5 1.5 1.5 B1, B2, B4 y C5 1.5 4.5 6.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA El profesor expondrá la formación de sistemas eléctricos del automóvil con la ayuda de un programa de cómputo, apoyándose de las tecnologías de la información a su alcance. El alumno aplicara los conocimientos adquiridos en la solución de tares y trabajos extra clase. El alumno participará en el diseño de sistemas eléctricos del automóvil con la ayuda de las prácticas 7, 8 y 9 en el Laboratorio de instrumentación. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Examen departamental 35% Avance del proyecto 25% Tareas 10% Reporte de las prácticas 7, 8 y 9, 30%. Esta unidad se evalúa junto con la unidad IV. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: N° UNIDAD: CLAVE: Instrumentación Automotriz IV HOJA: DE 7 12 NOMBRE: Dispositivos de visualización OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Interpretar los sistemas eléctricos y electrónicos que intervienen en el diagnóstico, supervisión y monitoreo de los sistemas automotrices, interrelacionando cada elemento de su diagrama, para emitir de manera clara los resultados de las interfaces de diagnostico y los esquemas de exploración. No. TEMA 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 TEMA Generalidades de instrumentación los dispositivos usados en T 1.5 Dispositivos de visualización Dispositivo LED Dispositivo LCD Dispositivo LCD transmisivo Dispositivo VFD Dispositivo CRT 3.0 4.3 Esquemas de exploración 1.5 4.4 Interfaces de diagnóstico 1.5 HORAS P EC 3.0 CLAVE BIBLIOGRÁFICA 3.0 1.5 3.0 B1, B2, B4 y C5 Subtotal 9.0 1.5 4.5 6.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA El profesor demostrara la elaboración de sistemas eléctricos – electrónicos de encendido del automóvil con la ayuda de un programa de computo apoyado de las tecnologías de la información a su alcance. El alumno aplicará los conocimientos adquiridos en la solución de problemas en clase y extra clase. El alumno aplicara los conocimientos adquiridos para el diseño de los dispositivos de sistemas de encendido del automóvil con la ayuda de las prácticas 10 y 11 en el Laboratorio de instrumentación, armando físicamente los circuitos, con la coordinación y supervisión del profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Examen departamental 35% Avance del proyecto 25% Tareas 10% Reporte de las prácticas 10 y 11, 30%. Esta unidad se evalúa junto con la unidad III. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: N° UNIDAD: Instrumentación Automotriz V CLAVE: HOJA: DE 8 12 NOMBRE: Sensores y actuadores. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno identificará los sensores y actuadores para la formación de sistemas eléctricos – electrónico de encendido del automóvil, clasificándolos por sus tipos y su aplicación, considerando los protocolos de comunicación para aplicar las técnicas de caracterización de estos elementos que funcionan dentro de un sistema en el vehículo. No. TEMA 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.1.7 5.1.8 5.2 5.2.1 5.3 5.3.1 5.3.1 5.4 5.4.1 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.6 5.6.1 TEMA Sensores. Fusión de sensores. Partes de los sensores. Sustitución de sensores. Sensores pequeños. Protocolo de comunicación entre sensores (SENT). Sensores basados en MEMS. Sensor de presión. Sensor de imagen. Sensores de posición angular del cigüeñal del motor. Sensor de detonación. Sensor de posición mediante reluctancia magnética. Sensor de velocidad del motor. Sensor de sincronización para el encendido y el suministro de combustible. Sensores de temperatura. Sensor típico para el refrigerante. Actuadores. Actuadores de control en los motores automotrices Inyección del combustible Señal del inyector de combustible. Actuador de recirculación de los gases de escape. Actuador operado por vacío. T 3.0 HORAS P 3.0 EC 1.5 3.0 1.5 CLAVE BIBLIOGRÁFICA 3.0 3.0 B4, C5, B6 y C7 3.0 3.0 3.0 1.5 1.5 Subtotal 16.5 9.0 4.5 ESTRATEGIA DIDÁCTICA El profesor explicará la formación de sistemas eléctrico – electrónicos de encendido del automóvil con la ayuda de un programa de computo apoyándose en las tecnologías de la información a su alcance. El alumno aplicará los conocimientos adquiridos en la solución de problemas en clase y extra clase. El alumno aplicara el diseño de los dispositivos de sistemas de encendido del automóvil con la ayuda de las prácticas 12, 13 y 14 en el Laboratorio de instrumentación, armando físicamente los circuitos, contando con el apoyo y supervisión del profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Examen escrito 30% Presentación del proyecto final 35% Tareas 10% Reporte de las prácticas 12, 13 y 14, 25% INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Instrumentación Automotriz CLAVE: HOJA: 10 DE 12 RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRÁCT. No. NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN 1 Clasificación de instrumentos. I 1.5 2 Instrumentos transmisores. I 1.5 3 Sistemas de instrumentación basados en computadora. I 1.5 4 Multiplexor de datos. II 1.5 5 Multiplexado de señales. II 1.5 6 Multiplexado de señales de control. II 1.5 7 Sistemas de medición de la temperatura del refrigerante. III 1.5 8 Sistemas de medición de la velocidad del vehículo. III 1.5 9 Sistemas del tren motriz. III 1.5 10 Dispositivos de visualización. IV 3.0 11 Esquemas de exploración. IV 1.5 12 Sensores. V 3.0 13 Sensor de magnética. V 3.0 14 Actuadores V 3.0 posición mediante reluctancia Subtotal 27.0 LUGAR DE REALIZACIÓN Todas las prácticas se realizarán en el Laboratorio relacionado, según la Unidad Académica en que se imparta. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR ASIGNATURA: Instrumentación Automotriz CLAVE: HOJA: 11 PERÍODO UNIDAD 1 I y ll Examen escrito 40%, Avance del proyecto 15%, Tareas 10% y Prácticas 35% 2 III y IV Examen escrito 35%, Avance del proyecto 25%, Tareas 10% y Practicas 30% 3 V CLAVE 1 B X 2 X 3 4 6 7 12 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Examen diagnóstico sin valor Examen teórico 30%, Presentación de proyecto final 35%, Tareas 10% y Prácticas 25% C BIBLIOGRAFÍA CREUS, Antonio, Instrumentación Industrial. Editorial. Alfaomega, 6ª Edición, 2006 México, ISBN: 78943267453 FERRER VIÑAS, Salvador, Circuitos Eléctricos Del Automóvil, Editorial Thomson, 1ª. Edición, 2006 España, ISBN: 9788428329125 X X 5 DE Mecánica Automotriz. Electricidad y Electrónica Automotriz Vol. I y II, Editorial Digital Comunicación, 2006 México, ISBN: 4567899098721 RIBBENS, William B, Electrónica Automotriz. Editorial Limusa, 1ª. Edición, 2007 México, ISBN: 9681864824 X X ROCA, CUSIDO, Alfred, Control de Procesos. Editorial. Alfaomega, 2000 México, ISBN: 56743256890 RODRÍGUEZ ÁVILA, Jesús, Introducción a la Ingeniería del Control Automático, Editorial Thomson, 2ª. Edición, 2000 México, ISBN: 8654098234 X SOISSON, Harold E., Instrumentación Industrial, Editorial Limusa, 3ª Edición, 2000 México, ISBN: 6785439097 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: Ingeniería en Sistemas Automotrices ÁREA: Básicas ACADEMIA: C. Ingeniería D. Ingeniería C. Soc. y Hum. ASIGNATURA: Sistemas Automotrices Octavo SEMESTRE: ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Instrumentación Automotriz Licenciatura en Ingeniería en Electrónica, Ingeniería en Control y Automatización. 2. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA: Instrumentar los sistemas automotrices con dispositivos de medición, visualización, sensores y actuadores, para el control de variables como temperatura, presión, flujo, nivel y velocidad; que serán aplicados en un proyecto final. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS Control y Automatización de Procesos. Protocolos de comunicación. Interfases de Programación. Paquetería, programación y diseño computacional. EXPERIENCIA PROFESIONAL HABILIDADES ACTITUDES 3 años en la docencia o Facilidad de comunicación Compromiso social. experiencia en dar cursos. Manejo de grupo Compromiso institucional. Motivar al autoestudio, al Desarrollo de proyectos razonamiento y la Responsabilidad. usando interfases para el investigación. control e instrumentación Ética. Realizar analogías y de procesos. comparaciones en forma Superación docente y simple. profesional. Desarrollo de interfases. Proyectos instrumentación. ELABORÓ ________________________________ Ing. Fernando D. Fuentes Marbán PROFESOR COLABORADOR Manejo de los nuevos de modelos educativos y de las TIC REVISÓ ___________________________________ Ing. Guillermo Santillán Guevara SUB DIRECTOR ACADEMICO Cooperativa Investigación AUTORIZÓ M. en C. Jesús Reyes García DIRECTOR DE LA UNIDAD FECHA: Agosto 2010